馮慧

大唐國際張家口發(fā)電廠發(fā)電部 075133

摘要：在燃煤電廠中，由于鍋爐的不完全燃燒，使鍋爐的飛灰可燃物含量增加，導(dǎo)致鍋爐效率降低，發(fā)電成本增加。本文通過深入研究本公司鍋爐飛灰可燃物含量的影響因素，提出了維持鍋爐穩(wěn)定燃燒、降低飛灰可燃物含量、提高鍋爐效率的有效措施，為鍋爐高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鍋爐；飛灰可燃物；含量高；影響因素；措施

一、前言

對(duì)于現(xiàn)代大型火力發(fā)電機(jī)組來說，不僅要考慮生產(chǎn)運(yùn)行的安全性，還要考慮生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)性?；痣姀S的經(jīng)意效益主要涉及鍋爐、汽機(jī)、電氣、熱控、化學(xué)、燃料等等多個(gè)環(huán)節(jié)，而其中鍋爐效率又是其中較重要的一方面。有統(tǒng)計(jì)表明，對(duì)于現(xiàn)代大型火電機(jī)組，鍋爐效率每提高1%，整機(jī)效率則相應(yīng)提高0.3%-0.4%。而從鍋爐效率考慮，排煙損失和機(jī)械不完全燃燒損失又是其損失中相對(duì)較大的兩個(gè)損失，這也就說降低機(jī)械不完全燃燒損失成為降低鍋爐損失的突破口，而此項(xiàng)損失中鍋爐飛灰可燃物含量又是最直接且通過技術(shù)整改和運(yùn)行調(diào)整可以有效降低的損失。

二、鍋爐飛灰可燃物含量高的成因

在我國當(dāng)前的燃煤電廠中，主要是采用煤炭作為一次能源，利用皮帶向鍋爐輸送經(jīng)處理的煤粉，煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變?yōu)樗羝?，?jīng)一次加熱之后，水蒸汽進(jìn)入高壓缸。為了提高熱效率，對(duì)水蒸汽進(jìn)行二次加熱，水蒸汽進(jìn)入中壓缸，從中壓缸引出進(jìn)入對(duì)稱的低壓缸。已經(jīng)作過功的蒸汽流經(jīng)凝汽器水冷，通過凝結(jié)換熱成為主凝結(jié)水，凝結(jié)水又經(jīng)過抽汽加熱成為鍋爐給水。在整個(gè)生產(chǎn)流程中，煤粉的燃燒是至關(guān)重要的，然而煤粉在燃燒過程中，由于煤質(zhì)以及燃燒工況的復(fù)雜性，必然導(dǎo)致一部分煤粉無法燃盡隨煙氣被排出，這就必然導(dǎo)致企業(yè)的生產(chǎn)成本增加。

三、影響飛灰可燃物含量的因素

1.燃料的性質(zhì)對(duì)飛灰可燃物含量的影響

燃料性質(zhì)中揮發(fā)分的含量對(duì)煤粉燃燒的影響最為重要。當(dāng)燃用揮發(fā)分較多的煤時(shí)，容易著火，燃燒也易于完全。這是因?yàn)閾]發(fā)分是氣體可燃物，其著火溫度較低，著火容易；揮發(fā)分多，相對(duì)來說，煤中難燃的固定炭含量便少些，使煤易于燃燒；揮發(fā)分從煤粉顆粒內(nèi)部析出后使煤粉顆粒具有孔隙性，揮發(fā)分越多，煤粉顆粒的孔隙越多，與助燃空氣接觸面積越大，因而易于燃盡，燃燒損失較少，反之亦然。

2.煤粉細(xì)度對(duì)飛灰可燃物含量的影響

煤粉越細(xì)，單位質(zhì)量的煤粉表面積越大，加熱升溫、揮發(fā)分的析出著火及燃燒反應(yīng)速度越快，因而著火越迅速，燃燒所需時(shí)間越短，燃燒越充分，飛灰可燃物含量越低。另外，若煤粉很細(xì)，顆粒外面的焦炭燃燒后，不易形成較大擴(kuò)散阻力的灰殼。但煤粉過細(xì)，又會(huì)使得制粉電耗增加，因此，在鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)綜合考慮不完全燃燒損失和制粉單耗的要求，使之達(dá)到最小，即尋找煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度，以保證較高的鍋爐效率和較低的飛灰可燃物含量。另外，煤粉顆粒比較均勻時(shí)，飛灰可燃物含量也會(huì)相對(duì)減少。

3.鍋爐負(fù)荷對(duì)飛灰可燃物含量的影響

鍋爐運(yùn)行負(fù)荷降低時(shí)，燃料消耗量減少，水冷壁的吸熱量隨之也要減少，但相對(duì)每公斤燃料而言，水冷壁的吸熱量反而有所增加，從而使得爐膛平均溫度降低，揮發(fā)分釋放速度變慢，此時(shí)一次風(fēng)量和總風(fēng)量往往也偏低，燃燒過程在極為不利的條件下進(jìn)行，影響煤粉的著火，造成飛灰可燃物含量上升。

四、降低飛灰可燃物含量，提高燃煤燃燒效率相關(guān)措施

1.降低機(jī)械不充分燃燒熱損失，合理選用燃煤

在燃煤選擇中，嚴(yán)格把關(guān)燃煤來源渠道，借助配煤和成分分析等手段盡量使實(shí)際煤種的特性與設(shè)計(jì)煤種相符，盡可能選擇灰分少，熱量高的優(yōu)越燃煤；在燃煤燃燒中，控制合理的煤粉細(xì)度，對(duì)于高揮發(fā)分的煤，因其容易燃燒可允許煤粉磨得粗些；對(duì)于低揮發(fā)分和可磨性指數(shù)較低的煤，因較難燃燒而應(yīng)盡量磨得細(xì)些，如果煤粉顆粒比較均勻，造成不完全燃燒損失的大顆粒則相對(duì)較少，可允許煤粉粗些。

2.選擇性能設(shè)計(jì)合理的燃燒設(shè)備

設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理的燃燒設(shè)備對(duì)于提高燃煤燃燒效率有著重要影響，煤粉燃燒反應(yīng)過程主要在煤粉表面進(jìn)行，燃燒反應(yīng)速度主要取決于煤粉的燃燒反應(yīng)速度和空氣擴(kuò)散到煤粉表面的擴(kuò)散速度。因此，在選擇燃煤燃燒設(shè)備時(shí)，根據(jù)燃煤特性，引進(jìn)人工智能、計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)，提高燃煤設(shè)備科技含量，通過采取合理的受熱面結(jié)構(gòu)，循環(huán)加熱模式，充分?jǐn)_動(dòng)、混合燃煤和空氣，及時(shí)輸送空氣到燃煤燃燒表面，增加空氣和燃煤接觸面積，延長接觸時(shí)間，使燃煤燃燒趨于充分燃燒，有利于降低飛灰可燃物含量，提高燃煤效率。

3.加強(qiáng)燃燒設(shè)備日常維修維護(hù)

燃煤設(shè)備結(jié)渣是一個(gè)常見問題，在高溫條件下，燃煤燃燒后的細(xì)灰呈飛騰狀態(tài)，灰渣易粘結(jié)于受熱面、燃燒設(shè)備上，并隨著時(shí)間灰渣聚集越多。長期不清理結(jié)渣使燃燒設(shè)備受熱面吸熱能力減弱，降低燃煤有效利用效率，因此，定期清理燃煤設(shè)備結(jié)渣，加強(qiáng)燃燒設(shè)備日常維修維護(hù)。

4.及時(shí)掌握入爐煤種變化

鍋爐設(shè)計(jì)為晉中貧煤，近年來隨著對(duì)燃煤需求量的增加和市場(chǎng)因素的變化，來煤種類增多且變化頻繁，鍋爐常常在一天之內(nèi)同時(shí)燃用幾種不同的煤種。而不同煤種的發(fā)熱量、可磨系數(shù)、三塊含量、燃料比、灰份、水份、焦結(jié)性等均不同，一方面使磨煤機(jī)的工作性能下降，表現(xiàn)在制粉電耗和石子煤量上升，煤粉細(xì)度不均勻性，一次風(fēng)量偏離最佳值；同時(shí)使鍋爐的燃燒調(diào)整面臨很大困難，當(dāng)燃用劣質(zhì)煤種時(shí)飛灰可燃物會(huì)急劇增大。接班之前要知道燃煤灰份、水份、揮發(fā)分、發(fā)熱量。

5.調(diào)整煤粉細(xì)度均勻性

煤粉過粗，單位質(zhì)量的煤粉表面積越小，加熱升溫、揮發(fā)分的析出、著火及燃燒反應(yīng)速度越慢，煤粉燃燼所需時(shí)間越長，飛灰可燃物含量越大，燃燒不完全。調(diào)整煤粉細(xì)度均勻性，煤粉顆粒燃燼所需時(shí)間減少，同時(shí)增加了煤粉和空氣的接觸面，燃燒速度提高。合理調(diào)節(jié)制粉系統(tǒng)的運(yùn)行方式，從粗粉分離器的內(nèi)部對(duì)其實(shí)際擋板開度進(jìn)行校核，校正擋板開度與刻度盤的一致性，保持粗粉分離器開度均勻，避免由于實(shí)際開度不均勻?qū)е麓罅矫悍鄣脑黾?，合理控制煤粉?xì)度均勻性。

6.制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式

改變系統(tǒng)通風(fēng)量，對(duì)煤粉細(xì)度影響非常明顯。當(dāng)通風(fēng)量增加時(shí)，將會(huì)使煤粉變粗，通風(fēng)量減小時(shí)，煤粉變細(xì)。但是通風(fēng)量增加時(shí)，通風(fēng)電耗隨之變大，一般應(yīng)在保持最佳通風(fēng)速度下用分離器擋板調(diào)整煤粉細(xì)度。在保證煤粉細(xì)度情況下，磨煤機(jī)再循環(huán)盡量少開或不開，適當(dāng)保持磨煤機(jī)出口溫度正常范圍內(nèi)，保持磨煤機(jī)最佳出力。在兩臺(tái)制粉系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，三次風(fēng)所帶#17、#18給粉機(jī)盡量不用。正常運(yùn)行時(shí)，盡量開下層制粉系統(tǒng)三次風(fēng)，少開上層制粉系統(tǒng)三次風(fēng)，來降低火焰中心，從而使煤粉在爐膛內(nèi)留有充足的燃燒時(shí)間；降低飛灰含碳量，提高鍋爐運(yùn)行效率。

7.保持適當(dāng)一次風(fēng)壓

一次風(fēng)壓適當(dāng)提高后進(jìn)入爐膛的風(fēng)粉混合物卷吸高溫?zé)煔獾哪芰υ黾?，可以盡快使煤粉達(dá)到著火條件；其次，風(fēng)粉混合物在爐膛的行程增長，可增加煤粉在爐內(nèi)的燃燒時(shí)間，這都會(huì)使煤粉的燃盡度提高。因此，調(diào)整時(shí)必須保證空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率小，堵塞輕，盡量提高熱風(fēng)溫度。在正常運(yùn)行中適當(dāng)加強(qiáng)空預(yù)器吹灰，避免空預(yù)器積灰，提高傳熱效果，提高一、二次風(fēng)溫度。同時(shí)，合理調(diào)整磨煤機(jī)出力，可以提高磨煤機(jī)出口風(fēng)溫。

8.合理配比一、二次風(fēng)

根據(jù)燃煤的揮發(fā)特性，合理配比一、二次風(fēng)，調(diào)整空氣動(dòng)力場(chǎng)，提高火焰爐內(nèi)充滿度，提高燃燒中心溫度。燃用低揮發(fā)分煤時(shí)，應(yīng)提高一次風(fēng)溫，適當(dāng)降低一次風(fēng)速，選用較小的一次風(fēng)率。燃用高揮發(fā)分煤時(shí)，一次風(fēng)溫應(yīng)低一些，一次風(fēng)速高一些，一次風(fēng)率大一些，有時(shí)有意使二次風(fēng)混入一次風(fēng)的時(shí)間早一些，將著火點(diǎn)推后，以免結(jié)渣或燒壞燃燒器。

根據(jù)過量空氣系數(shù)，調(diào)整合理的二次風(fēng)風(fēng)門，保證后期煤粉燃燒充分、穩(wěn)定。二次小風(fēng)可以采用“倒寶塔”式，上層二次小風(fēng)門開大些，下層適當(dāng)關(guān)小。調(diào)整降低一次風(fēng)率，保證較高的煤粉濃度；優(yōu)化吹灰方式，控制空氣預(yù)熱器的入口煙溫350～400℃，保證較高的一次風(fēng)溫，減少一次風(fēng)進(jìn)入爐膛后的吸熱量。同時(shí)還得注意，在調(diào)整一次風(fēng)速時(shí)，要保證一次風(fēng)管暢通，避免堵塞一次風(fēng)道而造成輸粉中斷或堵管。在高低負(fù)荷工況，應(yīng)調(diào)整好爐內(nèi)燃燒，保證一次風(fēng)、二次的配比，爐膛火焰不偏斜，確保煤粉、空氣的良好混合。

9.供給充足的氧氣與最佳氧量

飛灰含碳量受氧量影響，氧量在3.8%左右達(dá)到最佳值。所以，在運(yùn)行中將氧量維持在2.5%～4.5%之間，能有效降低飛灰含碳量。而在燃燼階段氧氣要供給充足，鍋爐運(yùn)行過程需要保持合理的氧量。加強(qiáng)氧量監(jiān)視與調(diào)整，在負(fù)荷增加時(shí)，手動(dòng)干預(yù)風(fēng)量調(diào)節(jié)，提前增加送風(fēng)量，使得燃燒自動(dòng)增加負(fù)荷時(shí)先加煤、后加風(fēng)存在缺氧燃燒的現(xiàn)象得以補(bǔ)償。

五、結(jié)束語

通過對(duì)鍋爐飛灰可燃物的含量高調(diào)整的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，引起可燃物含量高的因素是多方面的，有關(guān)人員應(yīng)該從鍋爐應(yīng)用的客觀實(shí)際出發(fā)，充分利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)，研究制定最為符合實(shí)際的可燃物含量調(diào)整應(yīng)對(duì)措施。